CN108810912A - 一种基于LoRa实现Mesh组网的系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于LoRa实现Mesh组网的系统及其方法，其中，基于LoRa实现Mesh组网的系统，包括：处理模块，用于LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；判断模块，用于判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；广播模块，用于源地址和目的地地址进行广播；比较模块，用于目的地地址与自身的地址进行比对；传送模块，用于将信息传输到目的地。本发明通过在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播，判断目的地地址与自身的地址是否相同，转发该信息；使得网络的稳定性增加，提高了网络的容量，且抗干扰能力强，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及Mesh组网领域，更具体地说是指一种基于LoRa实现Mesh组网的系统及其方法。
背景技术
现如今，物联网技术正悄然改变着我们的生活，物联网的前景一片大好，在物联网的技术中，LoRa成为比较受追捧的一项技术。LoRa技术有两个特点：一是采用了CSS扩频调制技术，增加了信号传输的鲁棒性；二是采用自适应数据速率，通过传输的距离采用不同的数据速率以提高通信系统的容量。
无线Mesh网络拓扑相较于其它的网络拓扑结构有以下几个优势：1、部署安装便捷：安装Mesh网络节点非常简单，使得用户能够便捷地增加新的Mesh网络节点以增加Mesh网络的网络容量以及网络覆盖范围；2、NLOS：利用Mesh网络可以轻松实现NLOS配置，在户外环境下，与发射台有直接视距关系的用户能够率先接收到信号，而与发射台不存在直接视距关系的用户通过有直接视距关系的用户转发后才能收到信号，按照这种方式，信号可以从发射台不断从一个用户跳转到另一个用户，从而增加扩大了无线带宽的应用领域以及其覆盖范围；3、稳定性：在Mesh网络中，每一个节点都有一条或几条传输路径，如果某一个节点出现故障或收到干扰，数据包通过其他路径仍然能够将数据传输到目的地，整个网络不会受到影响；4、结构灵活：设备可以通过不同的节点接入网络，且不会导致系统性能的降低，在传输过程中，每一个设备都有多个传输路径可用，网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，有效地避免节点的拥塞；5、高带宽：Mesh网络中，一个节点既能够传输信息又能够接收信息，也能够充当路由器给附近的节点转发信息，多节点的互联使得传输路径增加，从而总带宽也增加。
在现阶段的LoRa技术中，网络的拓扑结构采用的是星型网络拓扑结构；然而星型拓扑结构虽然简单，但是当中央节点受到干扰或者出现故障时，整个网络都会出现瘫痪，因此对星型拓扑结构对中央节点的可靠性有比较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于LoRa实现Mesh组网的系统及其方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，包括：
处理模块，用于LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；
判断模块，用于判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；
广播模块，用于将源地址和目的地地址进行广播；
比较模块，用于将目的地地址与自身的地址进行比对；
传送模块，用于将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
其进一步技术方案为：所述LoRa模块包括LoRa节点和LoRa网关。
其进一步技术方案为：所述LoRa模块包括一个LoRa网关、及若干个LoRa节点。
其进一步技术方案为：所述LoRa节点包括第一电源、与所述第一电源连接的第一LoRa子模块及第一主控制器；所述第一LoRa子模块与所述第一主控制器连接。
其进一步技术方案为：所述LoRa网关包括第二电源、与所述第二电源连接的第二LoRa子模块、第二主控制器及WIFI模块；所述第二LoRa子模块和WIFI模块均与所述第二主控制器连接。
一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，包括以下步骤：
步骤一，在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；
步骤二，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤三；
步骤三，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播；
步骤四，判断目的地地址与自身的地址是否相同；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤五；
步骤五，转发该信息；
步骤六，结束。
其进一步技术方案为：所述LoRa模块包括一个LoRa网关、及若干个LoRa节点。
其进一步技术方案为：所述LoRa节点包括第一电源、与所述第一电源连接的第一LoRa子模块及第一主控制器；所述第一LoRa子模块与所述第一主控制器连接。
其进一步技术方案为：所述LoRa网关包括第二电源、与所述第二电源连接的第二LoRa子模块、第二主控制器及WIFI模块；所述第二LoRa子模块和WIFI模块均与所述第二主控制器连接。
其进一步技术方案为：所述步骤五中，还包括以下内容：转发该信息，直到将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
本发明与现有技术相比的有益效果是：在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播，判断目的地地址与自身的地址是否相同，转发该信息，直到将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能；使得网络的稳定性增加，提高了网络的容量，且抗干扰能力强，可靠性高。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为一种基于LoRa实现Mesh组网的系统的方框示意图；
图2为LoRa模块的结构示意图；
图3为图2中LoRa节点的电路方框图；
图4为图2中LoRa网关的电路方框图；
图5为一种基于LoRa实现Mesh组网的方法的流程图。
10 处理模块 20 判断模块
30 广播电源 40 比较模块
50 传送模块 60 LoRa模块
61 LoRa节点 611 第一电源
612 第一LoRa子模块 613 第一主控制器
62 LoRa网关 621 第二电源
622 第二LoRa子模块 623 第二主控制器
624 WIFI模块
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图1到图5所示的具体实施例，如图1至图4所示，本发明公开了一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，包括：
处理模块10，用于LoRa模块60的传输协议里增加源地址和目的地地址；
判断模块20，用于判断LoRa节点61在传输之前和服务器是否握手成功；
广播模块30，用于将源地址和目的地地址进行广播；
比较模块40，用于将目的地地址与自身的地址进行比对；
传送模块50，用于将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
具体地，如图2所示，LoRa模块60包括LoRa节点61和LoRa网关62。
进一步地，在本实施例中，LoRa模块60包括一个LoRa网关62、及若干个LoRa节点61。
具体地，如图3所示，LoRa节点61包括第一电源611、与第一电源611连接的第一LoRa子模块612及第一主控制器613；第一LoRa子模块612与第一主控制器613连接。
进一步地，第一LoRa子模块612与第一主控制器613通过SPI连接。
具体地，如图4所示，LoRa网关62包括第二电源621、与第二电源621连接的第二LoRa子模块622、第二主控制器623及WIFI模块624；第二LoRa子模块622和WIFI模块624均与第二主控制器623连接。
进一步地，WIFI模块624与第二主控制器623通过串口连接，第二LoRa子模块622与第二主控制器623通过SPI连接。
如图5所示，本发明还公开了一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，包括以下步骤：
步骤一，在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；
步骤二，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤三；
步骤三，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播；
步骤四，判断目的地地址与自身的地址是否相同；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤五；
步骤五，转发该信息；
步骤六，结束。
其中，LoRa模块包括一个LoRa网关、及若干个LoRa节点。
进一步地，LoRa节点包括第一电源、与第一电源连接的第一LoRa子模块及第一主控制器；第一LoRa子模块与第一主控制器连接。
进一步地，LoRa网关包括第二电源、与第二电源连接的第二LoRa子模块、第二主控制器及WIFI模块；第二LoRa子模块和WIFI模块均与第二主控制器连接。
其中，在步骤五中，还包括以下内容：转发该信息，直到将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
本发明采用Mesh网络代替现有的星型网络，增加了网络的稳定性以及网络的容量，且抗干扰能力强，可靠性高。
综上所述，本发明通过在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播，判断目的地地址与自身的地址是否相同，转发该信息，直到将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能；使得网络的稳定性增加，提高了网络的容量，且抗干扰能力强，可靠性高。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，其特征在于，包括：
处理模块，用于LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；
判断模块，用于判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；
广播模块，用于将源地址和目的地地址进行广播；
比较模块，用于将目的地地址与自身的地址进行比对；
传送模块，用于将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，其特征在于，所述LoRa模块包括LoRa节点和LoRa网关。
3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，其特征在于，所述LoRa模块包括一个LoRa网关、及若干个LoRa节点。
4.根据权利要求2所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，其特征在于，所述LoRa节点包括第一电源、与所述第一电源连接的第一LoRa子模块及第一主控制器；所述第一LoRa子模块与所述第一主控制器连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的系统，其特征在于，所述LoRa网关包括第二电源、与所述第二电源连接的第二LoRa子模块、第二主控制器及WIFI模块；所述第二LoRa子模块和WIFI模块均与所述第二主控制器连接。
6.一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在LoRa模块的传输协议里增加源地址和目的地地址；
步骤二，判断LoRa节点在传输之前和服务器是否握手成功；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤三；
步骤三，将源地址和目的地地址进行广播，非目的地地址的节点接收广播；
步骤四，判断目的地地址与自身的地址是否相同；如果是，进入步骤六，如果不是，则进入步骤五；
步骤五，转发该信息；
步骤六，结束。
7.根据权利要求6所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，其特征在于，所述LoRa模块包括一个LoRa网关、及若干个LoRa节点。
8.根据权利要求7所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，其特征在于，所述LoRa节点包括第一电源、与所述第一电源连接的第一LoRa子模块及第一主控制器；所述第一LoRa子模块与所述第一主控制器连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，其特征在于，所述LoRa网关包括第二电源、与所述第二电源连接的第二LoRa子模块、第二主控制器及WIFI模块；所述第二LoRa子模块和WIFI模块均与所述第二主控制器连接。
10.根据权利要求6所述的一种基于LoRa实现Mesh组网的方法，其特征在于，所述步骤五中，还包括以下内容：转发该信息，直到将信息传输到目的地，从而实现Mesh网络的功能。
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